1.一種基于EEMD特征提取和PNN的非平穩(wěn)電磁干擾信號模式識別方法,其特征在于,具體步驟如下:
步驟一、利用頻譜儀分別測量實際電磁設(shè)備,獲取不同類設(shè)備的電磁干擾信號,并將頻譜數(shù)據(jù)劃分為訓(xùn)練樣本和測試樣本;
步驟二、針對所有訓(xùn)練樣本,分別進行層次EEMD分解,得到每個訓(xùn)練樣本每層的固有模態(tài)函數(shù)IMF;
具體步驟為:
步驟201、針對頻譜數(shù)據(jù)中的某個訓(xùn)練樣本X,初始化EEMD的數(shù)目,構(gòu)造不同幅值的高斯白噪聲;
訓(xùn)練樣本X長度為n,X=[x1,x2,...,xj,...xn];EEMD的數(shù)目為M;不同幅值的高斯白噪聲為M組,第m組幅值的高斯白噪聲Nm=[n1(m),n2(m),...nj(m),...nn(m)];m=1,2,...M;
步驟202、在訓(xùn)練樣本X上依次添加給定幅值的高斯白噪聲,得到M個干擾信號;
第m個被高斯白噪聲干擾的信號為:Xm=X-Nm;
M個干擾信號集合為:[X1,X2,...Xm,...XM];
步驟203、將每個干擾信號利用EMD方法,分解為I層固有模態(tài)函數(shù)IMF,共得到M×I個固有模態(tài)函數(shù);
M×I個固有模態(tài)函數(shù)集合表示如下:
ci,m表示第m個干擾信號Xm分解的第i層固有模態(tài)函數(shù);i=1,2,3,...I;m=1,2,3,...M;
步驟204、針對每層固有模態(tài)函數(shù)IMF,分別計算該層M個固有模態(tài)函數(shù)的平均值作為該層最終的IMF值,得到訓(xùn)練樣本X的每層固有模態(tài)函數(shù)IMF;
訓(xùn)練樣本X的第i層固有模態(tài)函數(shù)IMFi值為該層所有IMF的平均值,公式如下:
步驟205、對所有訓(xùn)練樣本重復(fù)上述步驟,得到每個訓(xùn)練樣本每層的固有模態(tài)函數(shù)IMF。
步驟三、針對每個訓(xùn)練樣本,分別計算所有層IMF的能量分布和峭度,作為該訓(xùn)練樣本的特征向量;
步驟四、將所有訓(xùn)練樣本的特征向量和電磁設(shè)備的類別標(biāo)簽,輸入未訓(xùn)練的PNN進行訓(xùn)練得到PNN分類器;
步驟五、對于每個測試樣本,輸入PNN分類器,識別頻譜數(shù)據(jù)所屬的類型。
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于EEMD特征提取和PNN的非平穩(wěn)電磁干擾信號模式識別方法,其特征在于,所述的步驟三具體為:
首先、計算所有層IMF的能量分布和熵;
所有層IMF的能量分布特征為I層能量分布的熵
Pi為第i層IMF的能量:為訓(xùn)練樣本X的第i層IMF的元素集合中的一個元素,第i層IMF的元素集合表示為:P為訓(xùn)練樣本X的總能量:
然后、計算該訓(xùn)練樣本所有層IMF中每層IMF的峭度;
第i層IMF峭度K(IMFi)定義為:
為第i層IMF元素集合IMFi中所有點的平均值:n為第i層IMF信號的長度,與訓(xùn)練樣本的長度相同;
σ為相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)差:
訓(xùn)練樣本X最終的特征向量為:
3.如權(quán)利要求1所述的一種基于EEMD特征提取和PNN的非平穩(wěn)電磁干擾信號模式識別方法,其特征在于,所述的步驟五具體為:
步驟501、針對某個測試樣本,進行層次EEMD分解,得到每層的固有模態(tài)函數(shù)IMF;
獲取測試樣本:通過測試電磁設(shè)備獲取電磁干擾信號測試樣本;并重復(fù)進行層次EEMD分解,得到固有模態(tài)函數(shù)IMF;
步驟502、分別計算每層IMF的能量分布和峭度,作為該測試樣本的特征向量;
步驟503、將測試樣本的特征向量輸入PNN分類器進行匹配,得到該電磁干擾信號所屬類型;
PNN識別:將得到的測試樣本的特征向量輸入PNN分類器進行識別,輸出其所屬類別的結(jié)果。